Java知多少（105）套接字(Socket)

网络应用模式主要有：

主机/终端模式：集中计算，集中管理；
客户机/服务器（Client/Server,简称C/S）模式：分布计算，分布管理；
浏览器/服务器模式：利用Internet跨平台。

www（万维网）就是建立在客户机/服务器模式上，以HTML语言和HTTP协议为基础，能够提供各种Internet服务的信息浏览系统。网络信息放在主机的不同位置，www服务器利用超文本链路链接各项信息。www客户机（浏览器Brower）负责与服务器建立联系，向服务器发送请求，处理HTML超媒体，提供图形用户界面（GUI），显示信息等。

在客户机/服务器工作模式中，在Server端，要准备接受多个Client端计算机的通信。为此，除用IP地址标识Internet上的计算机之外，另还引入端口号，用端口号标识正在Server端后台服务的线程。端口号与IP地址的组合称为网络套接字（socket）。

Java语言在实现C/S模式中，套接字分为两类：

在Server端，ServerSocket类支持底层的网络通信；
在Client端，Socket类支持网络的底层通信。

Server机通过端口（总线I/O地址）提供面向Client机的服务；Server机在它的几个不同端口分别同时提供几种不同的服务。Client接入Server的某一端口，通过这个端口提请Server机为其服务。规定：端口号0~1023供系统专用。例如，HTTP协议在端口80，telnet协议在端口23。端口1024~65535供应用程序使用。

当Client程序和Server程序需要通信时，可以用Socket类建立套接字连接。套接字连接可想象为一个电话呼叫：最初是Client程序建立呼叫，Server程序监听；呼叫完成后，任何一方都可以随时讲话。

双方实现通信有流式socket和数据报式socket两种可选方式：

流式socket是有连接的通信，即TCP(Transmission Control Protocol)：每次通信前建立连接，通信结束后断开连接。特点是可以保证传输的正确性、可靠性。
数据报式socket是无连接的通信，即UDP(User Datagram Protocol)：将欲传输的数据分成小包，直接上网发送。无需建立连接和拆除连接，速度快，但无可靠保证。

流式socket在Client程序和Server程序间建立通信的通道。每个socket可以进行读和写两种操作。对于任一端，与对方的通信会话过程是：
建立socket连接，获得输入/输出流，读数据/写数据，通信完成后关闭socket（拆除连接）。流式Socket的通信过程见【例 13-1】。

利用socket的构造方法，可以在客户端建立到服务器的套接字对象：
Socket(String host,int port)：host是服务器的IP地址，port是端口号，这些是预先约定的。
例如，代码：

1     try{
2         Socket mySocket = new Socket(“http://www.weixueyuan.net” ,1860);
3     }catch(IOException e){}

然后，用getInputStream()方法获得输入流，用这个输入流读取服务器放入“线路”的信息；用getOutputStream()方法获得输出流，用这个输出流将信息写入“线路”。

利用ServerSocket的构造方法可以在服务器建立接受客户套接字的服务器套接字对象：

    ServerSocket(int port)：指定端口号，创建一个ServerSocket对象。端口号port要与客户呼叫的端口号相同。为此，用以下形式代码：
    try{
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(1860);
    }catch(IOException e){}

服务器端程序在指定的端口监听，当收到Client程序发出的服务请求时，创建一个套接字对象与该端口对应的Client程序通信。例如，执行上述建立服务器套接字对象的代码，确立了对象serverSocket后，就可能它使用accept()方法，得到Socket对象，接收Client程序来自套接字mySocket的信息。如以下代码所示：

    try{
        Socket sc = serverSocket.accept();//ac是一个Socket对象
    }catch(IOException e){}
要撤销服务，可以关闭Socket对象sc：
    sc.close();

【例 13-3】C/S模式中的Client端应用程序。这是一个Client端的流式Socket通信的简单实例，代码说明Client端程序的编写方法。例中，Client程序向服务器主机的端口4441提出请求，连接建立后完成对服务器的读写。

 1 import java.io.*;
 2 import java.net.*;
 3 public class Client{
 4     public static void main(String args[]){
 5         String s = null;Socket mySocket;
 6         DataInputStream in = null;DataOutputStream out = null;
 7         try{
 8             mySocket = new Socket(“localhost”,4441);
 9             in = new DataInputStream(mySocket.getInputStream());
10             out = new DataOutputStream(mySocket.getOutputStream());
11             out.writeUTF(“good server!”);
12             while(true){
13                 s = in.readUTF();
14                 if(s==null) break;
15                 else System.out.println(s);
16             }
17             mySocket.close();
18         }catch(IOException e){
19             System.out.println(“can’t connect”);
20         }
21     }
22 }

【例 13-4】与例10.3 Client端应用程序对应的Server端应用程序。程序在4441端口监听，当检测到有客户机请求时，产生一个内为“客户，你好，我是服务器”的字符串输出到客户端。

 1 import java.io.*;import java.net.*;
 2 public class Server{
 3     public static void main(String args[]){
 4         ServerSocket server = null;
 5         Socket you = null;String s = null;
 6         DataOutputStream out = null;
 7         DataInputStream in = null;
 8         try{
 9             server = new ServerSocket(4441);
10         }catch(IOException e1){
11             system.out.println(“ERROR:” +e1);
12         }
13         try{
14             you = server.accept();
15             in = new DataInputStream(you.getInputStream());
16             out = new DataOutputStream(you. getOutputStream());
17             while(true){
18                 s = in.readUTF();
19                 if(s!=null) break;
20             }
21             out.writeUTF(“客户，你好，我是服务器”);
22             out.close();
23         }
24         catch(IOException e){System.out.println(“ERROR:”+e);}
25     }
26 }

为了充分发挥计算机的平行工作能力，可以把套接字连接工作让一个线程完成。当客户端要请求服务器给予服务，或当服务器端接收到一个客户的服务请求，就启动一个专门完成信息通信的线程，在该线程中创建输入输出流，并完成客户端与服务器端的信息交流。

【例 13-5】将套接字连接工作置于线程的客户端小应用程序。界面在有一个发送信息按纽、一个文本框和一个文本区。客户端应用程序首先与服务器建立套接字连接。使用数据输入流in反复读取服务器放入线路里的信息，将收到的信息在文本区中显示。婐志取的信息是“结束”，则关闭套接字连接，并结束程序。用户也可在文本框输入信息，并按发送信息按钮，则客户端程序利用数据输出流out,将文本框中的内容发送给服务器。

 1 import java.net.*;
 2 import java.io.*;
 3 import java.awt.*;
 4 import javax.swing.*;
 5 import java.awt.event.*;
 6 import java.applet.*;
 7 public class Aclient extends Applet implements Runnable,ActionListener{
 8     JButton button; JTextField textF; JTextArea textA;
 9     Socket socket; Thread thread;
10     DataInputStream in; DataOutputStream out;
11     public void init(){
12         setBackground(new Color(120,153,137));
13         setLayout(new BorderLayout());
14         Button = new JButton(“发送信息”);
15         textF = new JTextField(20);
16         textA = new JTextArea(20,30);
17         setSize(450,350);
18         JPanel p = new JPanel();
19         p.add(textF); p.add(button);
20         add(textA,”Center”); add(p,”South”);
21         button.addActionListener(this);
22     }
23     public void start(){
24         try{
25             socket = new Socket(this.getCodeBase().getHost(),4441);
26             in = new DataInputStream(socket.getInputStream());
27             out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
28         }catch(IOException e){}
29         if(thread==null){
30             thread = new Thread(this);
31             thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
32             thread.start();
33         }
34     }
35     public void run(){
36         String s = null;
37         while(true){
38             try{
39                 s = in.readUTF();
40             }catch(IOException e){}
41             if(s.equals(“结束”)){
42                 try{
43                     socket.close();break;
44                 }catch(IOException e){}
45             }else texA.append(s + “\n”);
46         }
47     }
48     public void actionPerformed(ActionEvent e){
49         if(e.getSource()==button){
50             String s = textF.getText();
51             if(s! = null){
52                 try{
53                     out.writeUTF(s);
54                 }catch(IOException e1){}
55             }
56             else{
57                 try{
58                     out.writeUTF(“请说话”);
59                 }
60                 catch(IOException e1){}
61             }
62         }
63     }
64 }

【例 13-6】对应例10.5客户端小应用程序的服务器端小应用程序。程序以端4441建立与客户端的套接字连接，服务器端收到客户端的申请后，以客户的套接字建立一个线程，并启动。如果没有客户申请，则继续监听客户的申请。线程按客户的套接字建立输入数据流in和输数据流out。线程利用in读取客户放入线路里的信息。如果接受的信息是“结束”，则服务器回复“结束”后关闭套接字连接；否则回复：“我是服务器你对我说“，以及服务器接收到的信息。

 1 import java.net.*;
 2 import java.io.*;
 3 import java.awt.*;
 4 import javax.swing.*;
 5 import java.awt.event.*;
 6 import java.applet.*;
 7 public class Aclient extends Applet implements Runnable,ActionListener{
 8     JButton button; JTextField textF; JTextArea textA;
 9     Socket socket; Thread thread;
10     DataInputStream in; DataOutputStream out;
11     public void init(){
12         setBackground(new Color(120,153,137));
13         setLayout(new BorderLayout());
14         Button = new JButton(“发送信息”);
15         textF = new JTextField(20);
16         textA = new JTextArea(20,30);
17         setSize(450,350);
18         JPanel p = new JPanel();
19         p.add(textF); p.add(button);
20         add(textA,”Center”); add(p,”South”);
21         button.addActionListener(this);
22     }
23     public void start(){
24         try{
25             socket = new Socket(this.getCodeBase().getHost(),4441);
26             in = new DataInputStream(socket.getInputStream());
27             out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
28         }catch(IOException e){}
29         if(thread==null){
30             thread = new Thread(this);
31             thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
32             thread.start();
33         }
34     }
35     public void run(){
36         String s = null;
37         while(true){
38              try{
39                 s = in.readUTF();
40             }catch(IOException e){}
41             if(s.equals(“结束”)){
42                 try{
43                     socket.close();break;
44                 }catch(IOException e){}
45             }else texA.append(s + “\n”);
46         }
47     }
48     public void actionPerformed(ActionEvent e){
49         if(e.getSource()==button){
50             String s = textF.getText();
51             if(s! = null){
52                 try{
53                     out.writeUTF(s);
54                 }catch(IOException e1){}
55             }
56             else{
57                 try{
58                     out.writeUTF(“请说话”);
59                 }catch(IOException e1){}
60             }
61        }
62     }
63 }